'n Klein sfeer, Y, wat 'n onbekende lading dra, hang aan die punt van 'n ligte, onbreekbare toutjie wat aan 'n vaste punt geheg is - NSC Physical Sciences - Question 7 - 2019 - Paper 1

Hier gebruik ons die formule vir die elektrostatiese krag: $F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$ waar:

• $F = 3,05 \, \text{N}$ is die elektrostatiese krag,
• $k = 9 \times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2$ is die Coulomb konstante,
• $r = 0,2 \, \text{m}$ is die afstand.

Indien ons die waarde van q1 gebruik as $q_1 = +6 \times 10^{-6} \, \text{C}$, kan ons q2 bereken:

$3,05 = k \frac{(6 \times 10^{-6})(q_2)}{(0,2)^2}$

toegewys deur te herskryf:

$q_2 = \frac{3,05 \times 0,04}{9 \times 10^9} \\ = 1,35 \times 10^{-10} \, \text{C}$

Die kragdiagram vir sfeer Y moet die volgende insluit:

1. 'n Pyl wat die elektrostatiese krag (FE) na die linker kant toon, aangesien dit aantrekkingskrag is.
2. 'n Vertikale pyl wat die gewig (w) van die sfeer Y af beeld, wat afwaarts gerig is.

Om die spanning (T) in die toutjie te bereken, gebruik ons die vergelyking van die krag: $F_{net} = T \cos(10°) - w$ waar w die gewig van die lading Y is.

Die gewig kan bereken word met: $w = m \cdot g$ Hier, m is die massa van die lading wat gevind moet word. Ons kan die spanning vind deur: $T = \frac{F_{net} + w}{\cos(10°)}$ Hier die netto krag op Y is gelyk aan 3,05 N.